變電站設(shè)備狀態(tài)檢修及高壓SF6斷路器的檢修策略

周鑫陽 吳裕鋒

摘 ?要：加強變電站設(shè)備運行狀態(tài)的檢測，是保證變電站及國家電網(wǎng)安全、高效運行的重要基礎(chǔ)。雖然我國相關(guān)部門已認識到變電站設(shè)備狀態(tài)檢測的意義，也能定期開展檢修工作，但是依然存在內(nèi)容不全面、方法不合理等問題?；诖耍撐脑陉U述變電站設(shè)備狀態(tài)檢修概念、檢修項目的基礎(chǔ)上，對高壓SF6斷路器的檢修策略做出較深刻的分析。希望與同行分享技術(shù)經(jīng)驗，全面推進變電站安全、有效運行過程。

關(guān)鍵詞：變電站;狀態(tài)檢修;高壓SF6斷路器;檢修策略

中圖分類號：TM411 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)志碼：A

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展及企業(yè)規(guī)模的壯大，均對電網(wǎng)中主要設(shè)備運行效率提出更高的要求，其在保證運行過程安全、可靠的基礎(chǔ)上，也需維持優(yōu)良的健康狀態(tài)與設(shè)備設(shè)施結(jié)構(gòu)的完整性，進而保證電能輸送過程的安穩(wěn)性、可靠性。狀態(tài)檢修是現(xiàn)代企業(yè)以運營安全、生態(tài)環(huán)境和成本低廉等理念為支撐，通過評估設(shè)備運行狀態(tài)、解讀風(fēng)險類型與危害性、擬定檢修計劃等形式進行設(shè)備檢修作業(yè)，進而確保設(shè)備運行安穩(wěn)性、檢修成本低廉性。

1 變電站設(shè)備狀態(tài)檢修概述

針對變電站設(shè)備的檢修，傳統(tǒng)檢修方法以周期性檢修與修正性檢修為主，但是以上2種方法在現(xiàn)實應(yīng)用過程中均暴露出一定不足，全面推廣受限。當(dāng)下，業(yè)內(nèi)普遍肯定的狀態(tài)檢修（CBM）是在評估設(shè)備運行狀態(tài)的基礎(chǔ)上，結(jié)合設(shè)備現(xiàn)實狀態(tài)與分析診斷結(jié)果，更為科學(xué)地擬定檢修計劃，保證檢修時間的合理性與項目的全面性。和傳統(tǒng)檢修方法相比，狀態(tài)檢修的典型特征是檢修措施實施的主動性。

2 變電站設(shè)備狀態(tài)檢修

2.1 高壓開關(guān)設(shè)備

高壓開關(guān)設(shè)備是變電站中的常用設(shè)備類型，結(jié)合其故障分類及典型故障分析結(jié)果，發(fā)現(xiàn)其故障發(fā)展主要呈現(xiàn)出3點規(guī)律。1）因為油斷路器開斷能力偏低及密封性較差，造成開關(guān)自身出現(xiàn)漏油、不檢修開斷頻次達到上限等故障頻頻發(fā)生，在開關(guān)故障中所占比例高于90.0%。2）進口的SF6開關(guān)整體性能優(yōu)良，運行故障發(fā)生率偏低;而一些國產(chǎn)SF6開關(guān)缺陷眾多，故障發(fā)生的風(fēng)險較大，SF6低氣壓報警是其典型表現(xiàn)。3）真空開關(guān)設(shè)備的整體運行狀況較好，開關(guān)自體缺陷較少，但機械誘發(fā)的附件故障較多，尤其是在無油整改中，沿用傳統(tǒng)方法，很容易造成傳動機械結(jié)構(gòu)形態(tài)改變、脫殼等。針對SF6斷路器的檢修方法很多，例如，每隔3年對回路電阻與微水進行1次檢測;加強對機械動作頻次的控制，若察覺大動作達到額定限值，則一定要及時進行檢修、測試與調(diào)度等。

2.2 繼電保護設(shè)備

在變電站運行過程中，繼電保護設(shè)備運行故障較為常見，檢修人員應(yīng)結(jié)合既往的設(shè)備故障類型及事故形成原因進行深度分析，在此基礎(chǔ)上利用在線監(jiān)測技術(shù)對設(shè)備運行狀態(tài)動態(tài)化監(jiān)測。在分析所采集的數(shù)據(jù)信息后，發(fā)現(xiàn)二次回路故障是繼電保護裝置最常見的故障類型，且通常會在切除3次諧波故障量環(huán)節(jié)中衍生出誤動問題。但是在分析年度檢測的內(nèi)容時，發(fā)現(xiàn)并沒有設(shè)置有關(guān)檢測內(nèi)容。為了應(yīng)對以上狀況，檢修人員可以采用增加二次通流試驗、帶開關(guān)傳動等方法，實現(xiàn)對設(shè)備運行狀態(tài)的更全面檢修。

3 高壓SF6斷路器檢修策略

高壓SF6斷路器是把SF6氣體設(shè)為滅弧介質(zhì)與絕緣介質(zhì)的一類斷路器，在開啟與斷離電流緩解中通過向外吹出SF6氣體的形式，達到熄滅電弧的目標(biāo)，進而保護電網(wǎng)系統(tǒng)運行過程的安穩(wěn)性。大量的實踐表明，該類斷路器具有較強的滅弧能力與介質(zhì)強度、在運行期間無須檢修且生命周期長等特征，因此在110 kV以上變電站中有廣泛應(yīng)用。

當(dāng)下，國內(nèi)針對SF6斷路器的檢修主要有5個方面。1）檢查是否存在SF6氣體泄漏的問題，定位泄漏位置、探查原因并予以針對性處理。2）測量SF6斷路器的分合閘動作電壓，進而確保斷路器能夠在限定的電壓區(qū)間內(nèi)可以及時、安全地動作。3）測量導(dǎo)電回路電阻是否處于規(guī)定的范圍內(nèi)，如果電阻值明顯高于額定限制，就會造成斷路器在運行過程中結(jié)構(gòu)發(fā)熱或在斷離電流時出現(xiàn)故障。4）檢測斷路器分離與合并速率、合閘時間等機械屬性。5）檢測SF6氣體微水量，若微水量超出規(guī)定，則將會對斷路器滅弧性能與絕緣性能形成不同程度的影響。

SF6高壓斷路器若想實現(xiàn)狀態(tài)檢修的目標(biāo)，以上過程是步履艱難的。高壓斷路器在運行過程中出現(xiàn)故障時，只有局部會體現(xiàn)出進展性特征，而絕大多數(shù)故障具有突發(fā)性，至少檢修人員在近期難以預(yù)測出斷路器可能出現(xiàn)的故障類型、嚴(yán)重程度等，例如機械受力零部件效能喪失等。而針對一些零部件進展性的老化過程，通常也不能體現(xiàn)出其對應(yīng)的時間進程。正因如此，目前SF6斷路器實現(xiàn)狀態(tài)檢測目標(biāo)的難度系數(shù)極高。

在對SF6斷路器開展?fàn)顟B(tài)檢修作業(yè)時，可以從3個方面著手。1）加大對組織的管理力度。這就要求生產(chǎn)技術(shù)部、運行部、檢修部及專業(yè)班組均應(yīng)嚴(yán)格依照相關(guān)規(guī)范制定專人負責(zé)機制，以將設(shè)備運行狀態(tài)檢修職責(zé)全面貫徹落實。2）加強對設(shè)備全生命周期的管理。各級別部門與班組均應(yīng)嚴(yán)格依照職責(zé)劃分情況，建設(shè)層次清晰的技術(shù)檔案，涵蓋了設(shè)備設(shè)施招標(biāo)、材料選擇、生產(chǎn)制造、出廠運輸方式、交接要求、斷路器產(chǎn)品應(yīng)用說明書、安裝完工報告與設(shè)計圖紙等。同時嚴(yán)格錄入與設(shè)備運行狀態(tài)相關(guān)的信息，以設(shè)備既往電氣檢測、檢修調(diào)試、設(shè)備參數(shù)、缺陷類型、運行障礙信息、跳閘頻次、安裝位置、短路最大電流等，要保證設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)信息采集的全面性、分析的深度性，進而為設(shè)備狀態(tài)評估、運行風(fēng)險評估打下良好基礎(chǔ)。例如，對于Lw6型斷路器而言，絕緣拉桿拉脫是最常見的潛在缺陷類型，大量的試驗表明，多數(shù)情況下絕緣拉桿能安穩(wěn)運行，故障的出現(xiàn)具有突發(fā)性，其發(fā)生頻率的高低與材質(zhì)優(yōu)劣與制造工藝可靠性相關(guān)，因為缺乏早期查處缺陷的方法，因此不能做到防患于未然。生產(chǎn)方應(yīng)加強對該種機構(gòu)的改造，在設(shè)計與制造實踐中應(yīng)保證其連接的可靠性，例如將定位銷設(shè)置在玻纖材質(zhì)絕緣拉桿與活塞桿鋼套間。3）加強斷路器設(shè)備狀態(tài)監(jiān)管與評價，科學(xué)設(shè)定設(shè)備的檢修周期。以往，在對電氣設(shè)備運行狀態(tài)評估時，多采用“好”、“差”指標(biāo)。而實際上，處于“正?！迸c“缺陷”狀態(tài)間的設(shè)備占據(jù)很大比重，該類設(shè)備“群”才是狀態(tài)檢測工作的重難點。針對高壓SF6斷路器而言，若檢修過程中僅依靠一種技術(shù)，則通常難以全面掌握其運行狀態(tài)。因此，為實現(xiàn)對設(shè)備運行狀態(tài)的有效檢測，建議進行跨專業(yè)分析，取百家之長，進而更為精確地掌控設(shè)備的運行狀態(tài)。

針對高壓SF6斷路器的狀態(tài)檢修方案，可借鑒5種方法。1）依照開關(guān)觸頭的電壽命開展檢查、維修工作，即當(dāng)斷定開關(guān)開斷故障電流頻次抵達產(chǎn)品技術(shù)要求時需進行大型維修。2）開關(guān)機械動作頻次抵達產(chǎn)品的機械壽命時進行大修。3）若判斷開關(guān)存有干擾設(shè)備安穩(wěn)運行狀態(tài)的缺陷時，有針對性地進行檢修。4）若發(fā)現(xiàn)開關(guān)裝置的防污染能力不符合本地要求時，應(yīng)及時進行清除性檢修或?qū)嵤┓牢鄯椒ā?）重視巡檢工作及開關(guān)動作屬性的檢測。

4 結(jié)語

現(xiàn)如今，傳統(tǒng)預(yù)防性定期檢修方法已難以迎合供電企業(yè)的現(xiàn)實生產(chǎn)需求，全面推行狀態(tài)檢修工作，是電網(wǎng)企業(yè)在后續(xù)發(fā)展中的重要改革方向之一，也是實現(xiàn)精細化生產(chǎn)作業(yè)的核心內(nèi)容。變電設(shè)備與SF6斷路器在運行過程中出現(xiàn)故障在所難免，相關(guān)部門應(yīng)樹立加強狀態(tài)檢修的意識，協(xié)助檢修人員明確狀態(tài)檢修規(guī)程，嚴(yán)格落實相應(yīng)技術(shù)措施，并在實踐中連續(xù)創(chuàng)新，進而從根本上保證變電站運行的安穩(wěn)性、高效性。

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